論文の概要: Breaking speed scaling in quadrupedal robots via Huygens' coupled-pendulum dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.13290v1
• Date: Wed, 09 Sep 2026 10:58:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-18 06:44:48.158345
• Title: Breaking speed scaling in quadrupedal robots via Huygens' coupled-pendulum dynamics
• Title（参考訳）: Huygensの結合振子ダイナミクスによる四足歩行ロボットの破壊速度のスケーリング
• Abstract要約: ブルートフォースのハードウェアスケーリングよりも,本質的なダイナミックスを原則的に活用することで,優れた移動が実現可能であることを示す。 四足歩行ロボットは10.74m/s(Froude number 21.4)の走行速度を達成し、100mのスプリントを12.2秒で完了する。 これらの結果から, 高速脚移動制御機構として慣性カップリングが確立され, 力量削減におけるその役割が強調された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.208498459001999
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Achieving biological-level running speeds has largely been pursued through advances in control algorithms, which improve the utilization of existing hardware. However, the ultimate speed limits remain governed by the underlying force and torque requirements of rapid locomotion, which are typically addressed through increased actuator capacity. Inspired by Huygens' coupled pendulums, we demonstrate that superior locomotion can emerge from principled exploitation of intrinsic dynamics rather than brute-force hardware scaling. Inter-limb inertial coupling redistributes energy across the gait cycle and reduces peak joint torque required for rapid periodic motion, thereby expanding the achievable speed without proportional increases in actuator capability. Incorporating hardware parameters as additional design variables further extends this analysis into a co-optimization framework, enabling the systematic utilization of inertial coupling in robot design. Guided by this framework, a quadruped robot achieves a running speed of 10.74 m/s (Froude number 21.4) and completes a 100-meter sprint in 12.2 seconds, representing the first legged robot to surpass 10 m/s. These results establish inertial coupling as an underlying mechanism governing high-speed legged locomotion and highlight its role in reducing force requirements, offering new insights into the design of agile robotic systems.
• Abstract（参考訳）: 生物レベルのランニング速度の達成は、既存のハードウェアの利用を改善する制御アルゴリズムの進歩によって大きく追求されてきた。 しかし、究極的な速度制限は、一般にアクチュエータ容量の増大によって対処される急速移動の力とトルク要求によって支配される。 Huygensの結合振り子に着想を得て、ブルートフォースハードウェアスケーリングよりも本質的なダイナミックスを原則的に活用することで、優れた移動が生まれることを実証した。 傾斜間慣性カップリングは、歩行周期にわたってエネルギーを再分配し、急速周期運動に必要なピークジョイントトルクを低減し、アクチュエータ能力の比例的な増加を伴わずに達成可能な速度を拡大する。 ハードウェアパラメータを追加設計変数として組み込むことにより、ロボット設計における慣性結合の体系的利用を可能にするように、この分析を共最適化フレームワークに拡張する。 この枠組みにより、四足歩行ロボットは10.74m/s(Froude number 21.4)の走行速度を達成し、100mのスプリントを12.2秒で完了し、最初の足歩行ロボットとして10m/sを超えた。 これらの結果は、高速脚移動を管理する基盤メカニズムとして慣性結合を確立し、力の要求を減らすことにおけるその役割を強調し、アジャイルなロボットシステムの設計に関する新たな洞察を提供する。

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